肺容量と肺活量

肺容量と肺活量は、呼吸サイクルのさまざまな段階における肺内の空気量を測定したものです。

成人男性の平均的な肺活量は約6リットルです。^{[ 1 ]}

潮汐呼吸とは、安静時の通常の呼吸のことです。潮汐量とは、そのような呼吸の一回で吸い込まれたり吐き出されたりする空気の量のことです。

人間の平均呼吸数は出生時で毎分30～60回であり^{[ 2 ]} 、成人では毎分12～20回に減少する^{[ 3 ] 。}

肺容量にはいくつかの要因が影響します。制御できる要因もあれば、制御できない要因もあります。肺容量は人によって以下のように異なります。

海抜ゼロメートル地点で生まれ育った人は、高地で一生を過ごす人に比べて肺活量がやや小さくなります。これは、高地では酸素分圧が低くなるため、酸素が血流に拡散しにくくなるからです。高地では、より多くの空気を処理するために、体内の酸素拡散能力が高まります。また、高地では気圧が低いため、呼吸器系内の気圧も低くする必要があります。この要件を満たすために、吸気時には横隔膜がより大きく下がる傾向があり、その結果、肺活量が増加します。

海抜の低い地域に住む人が高地（例えばアンデス山脈、コロラド州デンバー、チベット、ヒマラヤ山脈など）へ旅行すると、肺から十分な量の二酸化炭素は排出されるものの、酸素を十分に取り込めないため、高山病と呼ばれる症状を発症することがあります。（正常な人では、二酸化炭素が呼吸中枢の主要因です。）

高速道路の近くで育った子供は肺機能の発達が遅れる^{[ 5 ] [ 6 ]}が、これは少なくとも部分的には可逆的であると思われる^{[ 7 ]} 。大気汚染への曝露は喘息患者のFEV1に影響を与える_が、低濃度であっても健康な成人のFVCと_{FEV1にも影響を与える}^{[ 8 ] 。}

妊娠中は肺容量にも特有の変化が生じます。機能的残気量は18～20%減少し^{[ 9 ]} 、子宮による横隔膜の圧迫により、通常1.7リットルから1.35リットルに低下します。この圧迫により、全肺気量（TLC）も5%減少し^{[ 9 ]}、呼気予備量も20%減少します[9]。^一回換気量は30～40%増加し、0.5リットルから0.7リットルに^{[ 9 ]} 、分時換気量も30～40%増加し^{[ 9 ] [ 10 ]}、肺換気量が増加します。これは、1分あたり50mlに達する身体の酸素需要の増加に対応するために必要であり、そのうち20mlは生殖組織に供給されます。全体として、最大呼吸容量の正味の変化はゼロです^{[ 9 ]}。 

一回換気量、肺活量、吸気容量、および呼気予備量は、スパイロメーターを用いて直接測定できます。これらは、換気機能検査の基本要素です。

残気量の測定は、「完全に」息を吐き出すことが不可能なため、より困難です。したがって、残気量の測定は、X線撮影による面積測定、体積容積脈波測定、閉回路希釈法（ヘリウム希釈法を含む） 、窒素洗い出し法などの間接的な方法で行う必要があります。

そのようなものがない場合は、残気量の推定値は、乳児の場合は体重の割合 (18.1 ml/kg) ^{[ 12 ]} 、または肺活量の割合(男性の場合は 0.24、女性の場合は 0.28) ^{[ 13 ]}、または身長と年齢に関連して (標準体重の人の場合は (0.0275* 年齢 [歳]+0.0189* 身長 [cm]−2.6139) リットル、過体重の人の場合は (0.0277* 年齢 [歳]+0.0138* 身長 [cm]−2.3967) リットル) ^{[ 14 ]}として作成されています。 残気量の予測式の標準誤差は、男性で 579 ml、女性で 355 ml と測定されていますが、0.24*FVC を使用すると標準誤差は 318 ml になります。^{[ 15 ]}

オンライン計算ツールを利用すれば、多くの参考資料に基づき、患者の年齢、身長、体重、民族的背景から予測肺容量やその他のスパイロメトリーパラメータを計算できます。

イギリスのボート選手でオリンピック金メダリスト3回のピート・リードは、記録上最大の肺活量11.68リットルを持っていると報告されている。^{[ 16 ] [ 17 ] [ 18 ]}アメリカの水泳選手マイケル・フェルプスも、肺活量が約12リットルあると言われている。^{[ 17 ] [ 19 ]}

検査結果（特にFEV1 /FVCおよびFRC）は_、拘束性肺疾患と閉塞性肺疾患を鑑別するために使用できる。

• 肺機能検査（PFT）
• スパイロメトリー

• 肺機能の基礎知識（anaesthetist.com）
• 人間の肺の容積